【正文】 合成氨的吹風(fēng)放空氣量達(dá) 2800～ 3100 立方米。該技術(shù)在國(guó)外已被淘汰。 國(guó)內(nèi)固定床氣化還有富氧連續(xù)氣化技術(shù)，雖然該技術(shù)連續(xù)氣化無吹風(fēng)氣排放，污染較少，但只能采用焦炭或無煙煤作原料，原料價(jià)格高 ,且生成氣中氮?dú)夂扛?，不適合作合成甲醇的原料氣。 流化床氣化 國(guó)內(nèi)流化床氣化主要有中科院山西煤化學(xué)研究所開發(fā)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù) ， 該技術(shù)可用多種煤質(zhì)作原料，如煙煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在 1100℃下氣化，固體排渣，無廢氣排放。該技術(shù)工業(yè)示范裝置已于 2021年在陜西城固氮肥廠建成，小時(shí)耗煤量 4 .2 噸。其煤種適應(yīng)性廣，操作溫度約為 1000℃，反應(yīng)壓力為 (G)。氣化爐是一個(gè)單段流化床，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在流化床內(nèi)一次實(shí)現(xiàn)煤的破粘、脫揮發(fā)份、氣化、灰團(tuán)聚及分離、焦油及酚類的裂解。帶出細(xì)粉經(jīng)除塵系統(tǒng)捕集后返回氣化爐，再次參加反應(yīng)，有利于碳利用率的進(jìn)一步提高。 產(chǎn)品氣中不含焦油，含酚量低。碳轉(zhuǎn)化率為 90%。主要的缺點(diǎn)是合成XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 11 氣中（ CO+H2）為 68～ 72%，有效氣體成分較低，其次是氣化壓力低、單爐產(chǎn)氣量小。 恩德粉煤氣化 恩德粉煤氣化技術(shù)，在朝鮮有 30 多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，適用于灰分不大于 40%的褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘或弱粘結(jié)的煤粉（ 0~10mm）。氣化劑采用蒸汽和富氧，富氧分為兩段加入氣 化爐，在常 壓下進(jìn)行 氣化反應(yīng)， 反應(yīng)溫度 為1000~1100℃，固態(tài)排渣，無廢氣排放。氣化爐無爐篳，空筒氣化，操作可靠，氣化爐運(yùn)轉(zhuǎn)率可達(dá) 92%。單爐產(chǎn)氣量有 10000Nm3/h， 20210Nm3/h， 40000Nm3/h 等。合成氣（ CO+H2）為 62~65%， CO2 為 27~28%，其它為惰性組分。由于氣化劑為富氧，故合成氣中氮?dú)夂扛撸蚀撕铣蓺膺m用于作為合成氨原料氣。主要的缺點(diǎn)也是有效氣體成分較低、且含氮高，氣化壓力低、單爐產(chǎn)氣量小。 氣流床氣化 我國(guó)煤氣化技術(shù)科研人員經(jīng)過多年努力研究，開發(fā)出了具有中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)，即華東理工大學(xué)會(huì)同魯南化肥廠等單位合作開發(fā)的水煤漿四噴嘴撞擊流氣化技術(shù)，該技術(shù)氧耗、煤耗比德士古氣化技術(shù)低，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá) 98％，有效氣體成分（ CO＋ H2） 83～ 85％，這些指 標(biāo)均比德士古氣化技術(shù)高。采用該技術(shù)建立的日處理煤量 20噸的工業(yè)性試驗(yàn)裝置已運(yùn)轉(zhuǎn) 400 小時(shí)以上，并經(jīng)過 72 小時(shí)XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 12 考核，取得了國(guó)家專利，經(jīng)過科技部組織的評(píng)審與驗(yàn)收。德州恒升公司大氮肥國(guó)產(chǎn)化工程及兗礦集團(tuán)年產(chǎn) 24 萬噸甲醇項(xiàng)目均采用了該技術(shù)，現(xiàn)正在設(shè)計(jì)、建設(shè)中。由于該技術(shù)中試試驗(yàn)時(shí)間較短，大型裝置未投產(chǎn)驗(yàn)證，有一定的風(fēng)險(xiǎn)。氣化爐燒嘴較多，停車檢修或更換燒嘴時(shí)影響面較大，由于采用四噴嘴，需要配多臺(tái)高壓煤漿泵及相應(yīng)管線和儀表控制系統(tǒng)，加之爐體加長(zhǎng)，氣化流程中增加了分離器等，投資與采用德士古水煤漿氣化技術(shù)相比（計(jì)入德士古專 利費(fèi)后）略低。以日處理 750 噸煤的氣化爐進(jìn)行比較，初步估算投資費(fèi)用差別如下： 德士古與四噴嘴爐投資比較 氣化技術(shù) 德士古水煤漿氣化 水煤漿四噴嘴撞擊流氣化 德士古爐 四噴嘴爐 氣化爐設(shè)備費(fèi)（萬元） 1 臺(tái) 1 臺(tái) 200 煤漿泵設(shè)備費(fèi) 1 臺(tái) 2 臺(tái) 200 自控儀表材料費(fèi)（萬元） 1 套 4 套 500 其他工程費(fèi)（萬元） 410 XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 13 軟件費(fèi)（萬元） 1660 200 1460 合計(jì)（萬元） 150 從上表可看出，水煤漿四噴嘴撞擊流氣化爐和典型的德士古水煤 漿氣化爐相比，硬件投資增加，但軟件投資可節(jié)省，兩者相抵，總投資相差不多，采用國(guó)內(nèi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的四噴嘴撞擊流氣化爐稍微低一點(diǎn)。但鑒于該爐型尚無工業(yè)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，加之事故和停車的幾率增加，運(yùn)行的可靠性較差，故本項(xiàng)目暫不推薦。 原化工部臨潼化肥研究所（現(xiàn)西北化工研究院）早在60 年代末就已開展水煤漿純氧氣化的研究， 70 年代初建立日處理 50 噸的氣化裝置。從水煤漿制備、純氧氣化、灰水處理等試驗(yàn)中取得工藝流程的優(yōu)化，最終工藝條件的選擇、設(shè)備材料的選擇、自動(dòng)控制，軟件開發(fā)等一系列工程數(shù)據(jù)。本世紀(jì)初該院又開發(fā)了焦煤水加添加劑 的混合煤漿氣化技術(shù)，已成功地應(yīng)用于油氣化裝置的改造，建有工業(yè)化裝置，該技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家專利并獲得批準(zhǔn)，專利號(hào) 。為配合水煤漿氣化的研究試驗(yàn)工作，洛陽材料研究所研究制成了水煤漿氣化爐的耐火磚，原化工部化工機(jī)械研究所開發(fā)了二流道、三流道的燒嘴，重慶熱工儀表研究所開發(fā)了適于水煤漿氣化的測(cè)溫度計(jì)等。這一系列科研成果得到了化工部科技司、國(guó)家科委的大力支持和技術(shù)鑒定，為今后我國(guó)水煤漿氣化工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，也為工程設(shè)計(jì)提XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 14 供了基礎(chǔ)數(shù)裾。 c) 氣化技術(shù)的選擇 目前大型煤氣化技術(shù)較為先進(jìn)的有 Texaco 水煤 漿氣化， Shell 粉煤加壓氣化， Lurgi 固定床加壓氣化。 國(guó)外大型氣化技術(shù)比較表 項(xiàng) 目 Texaco Shell Lurgi(傳統(tǒng) ) 氣化壓力 ～ ～ 氣化溫度 ℃ 1300～ 1400 1400～ 1600 850 單爐最大能力 噸煤 /天 500～ 2021 2021 600 氣化爐型式 熱壁式、單噴嘴 冷壁爐、四噴嘴 熱壁爐 進(jìn)煤方式 水煤漿濃度 60%泵送 煤粉用氮?dú)廨斔? 粒度 90%90μm 碎煤干法加料 熱回收方式 激冷、廢鍋 廢鍋 廢 鍋 排 渣 液態(tài)排渣 液態(tài)排渣 固態(tài)排渣 碳轉(zhuǎn)化率 % 96— 98 99 90 有效成份（ CO+H2） 較高 80% 高 90% 68% 凈化氣中惰性氣含量 % 5% 10%(N2+CH4+Ar) 噸甲醇耗煤量（干 , 弛放氣氫回收時(shí)） XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 15 項(xiàng) 目 Texaco Shell Lurgi(傳統(tǒng) ) 氧氣用量 高 (比 Shell爐高 10%) 較低 低 工業(yè)化裝置數(shù) 7 1 多 在中國(guó)已投產(chǎn) /在建的工業(yè)裝置 4/7 0/7 4/0 環(huán)境影響 友好 友好 有污染治理問題 投資 (含空分 ) 較低 高 (比 Texaco約高 15%) 較低 國(guó)產(chǎn)化率 高 低 高 建設(shè)周期 較短 長(zhǎng) (比 Texaco爐長(zhǎng)半年以上 ) 較短 Shell 氣化技術(shù) Shell 氣化技術(shù)是荷蘭殼牌公司開發(fā)的一種先進(jìn)的氣化技術(shù)，該技術(shù)采用純氧、蒸汽氣化，干粉進(jìn)料，氣化溫度達(dá) 1400～ 1700℃，碳轉(zhuǎn)化率 99%，有效氣體（ CO+H2）90%以上，液態(tài)排渣，采用特殊的水冷壁氣化爐，使用壽命長(zhǎng)。采用廢鍋流程，可副產(chǎn)高壓蒸汽。采用干粉氣化，氧耗量較低，但需要氮?dú)饷芊?，氣化壓力不能太高；氣化爐（帶廢鍋）結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大；設(shè)備費(fèi)及專利費(fèi)均較高。 Shell 氣化由于采用氮?dú)?密封及吹送，因而氣化產(chǎn)生的合成氣中惰性組分含量約為 5%，因此對(duì)于甲醇合成來說XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 16 弛放氣量要增加。與德士古綜合比較，兩種氣化工藝的噸甲醇煤耗相差不大。 Shell 氣化壓力最高到 ，若甲醇合成采用 合成壓力，則合成新鮮氣需要壓縮。用 Shell 氣化制甲醇合成氣要增加一套凈化合成氣增壓機(jī)；由于變換氣進(jìn)低溫甲醇洗凈化裝置的壓力低，也造成凈化系統(tǒng)的投資增加。此外，因合成循環(huán)氣中的惰氣高，使合成回路循環(huán)壓縮機(jī)的功耗增加；不但抬高了壓縮機(jī)的造價(jià)，也增加了運(yùn)行費(fèi)和生產(chǎn)成本。 該技術(shù)目前只有國(guó)外兩套以煤為原料大 型裝置在運(yùn)行，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，工業(yè)化的經(jīng)驗(yàn)不多，技術(shù)須依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)技術(shù)支撐率低。國(guó)內(nèi)有六套 Shell 氣化裝置正在建設(shè)，另有幾個(gè)項(xiàng)目也簽了引進(jìn)合同。但從實(shí)際建設(shè)情況看，氣化爐供貨周期不少于 18 個(gè)月，關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率低，使得 Shell 氣化裝置投資高，建設(shè)周期長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)并無運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此也加大了投資的風(fēng)險(xiǎn)。 德士古氣化 德士古氣化技術(shù)屬于氣流床氣化技術(shù)，是美國(guó)德士古（ Texaco）公司根據(jù)油氣化技術(shù)的思路開發(fā)出來的。它是在煤中加入添加劑、助熔劑和水，磨成水煤漿，加壓后噴入氣化爐，與純氧進(jìn)行燃燒和部份氧化反應(yīng)。氣 化溫度1300～ 1400℃，氣化爐無轉(zhuǎn)動(dòng)部件，對(duì)于生產(chǎn)合成氣的氣XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 17 化爐，大多采用冷激流程。該技術(shù)由于是水煤漿進(jìn)料，大量水份要進(jìn)行氣化，因而以單位體積的 (CO+H2)計(jì)的煤耗和氧耗均比 Shell 氣化高。但其粗水煤氣中惰性氣體含量很少，因而在甲醇合成時(shí)不僅循環(huán)氣量小、省壓縮功，而且弛放氣量小，可以不設(shè)弛放氣氫回收裝置。 德士古氣化還有以下優(yōu)點(diǎn)： 單臺(tái)爐處理煤量大，最大日處理煤量 2021 噸； 氣化壓力高，新鮮氣可不需增壓、且合成氣壓縮功耗省，尤其是生產(chǎn)甲醇時(shí)，可實(shí)現(xiàn)等壓合成； 有效氣（ CO+H2）含量高，生成的新鮮 合成氣惰性組分含量低，特別適合做生產(chǎn)甲醇的合成氣，甲醇合成弛放氣排放量低。 煤的適應(yīng)性寬?？衫梅勖海侠寐矢?； 三廢量小，污染環(huán)境輕，廢渣可做水泥原料； 該技術(shù)在世界上已有 7 套裝置運(yùn)行，其中我國(guó)有 4 套；同時(shí) 2021 年，中國(guó)在建的德士古裝置有 7 套。 德士古氣化技術(shù)在我國(guó)使用最多，魯南化肥廠、渭河化肥廠、上海焦化廠三聯(lián)供裝置、淮南化肥廠均以水煤漿氣化技術(shù)進(jìn)行改造或擴(kuò)建。 本裝置的原料煤屬低變質(zhì)長(zhǎng)焰煤，化學(xué)活性良好，灰熔點(diǎn) 1130℃，符合 Texaco 氣化用煤。另外水煤漿氣化技術(shù)經(jīng)過我國(guó)有關(guān)科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、 制造部門的多年研究，XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 18 已基本掌握該技術(shù)，并能設(shè)計(jì)大型工業(yè)化裝置，國(guó)產(chǎn)化率達(dá) 90%以上，氣化爐在國(guó)內(nèi)制造，可以控制并節(jié)省大量投資、同時(shí)可有效縮短建設(shè)周期。此外，該技術(shù)國(guó)內(nèi)支撐率高，生產(chǎn)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)多，風(fēng)險(xiǎn)少，故推薦做為本項(xiàng)目的氣化工藝技術(shù)。 魯奇固定床加壓氣化 魯奇固定床加壓氣化工業(yè)化的時(shí)間最長(zhǎng)，目前國(guó)外仍有 100 多臺(tái)爐子在運(yùn)行，在我國(guó)也建有蘭州、哈爾濱、天脊、義馬、解化等 5 套裝置。該技術(shù)雖然能連續(xù)加壓氣化，但由于氣化溫度較低 (~1000℃ )，生成氣中甲烷含量大，同時(shí)生成氣中含苯、酚、焦油等一系列難處理的物質(zhì)， 凈化流程長(zhǎng)；尤其是該技術(shù)只能用碎煤不能用粉煤，因而原料利用率低，盡管篩分下來的粉煤可以配燃煤鍋爐加以利用。應(yīng)當(dāng)指出的是，上個(gè)世紀(jì)九十年代此技術(shù)經(jīng)過英國(guó)煤氣公司和魯奇公司聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)出了一種新的爐型 BGL 爐，變干粉排渣為熔融排渣，氣化效率和氣體成分有了很大改進(jìn)，污染問題也有所改善，目前有一臺(tái)能力日處理 500 噸煤的示范爐在德國(guó)運(yùn)行，原料為城市垃圾與煤混燒。由于尚無大的以煤為原料的 BGL 氣化爐的數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，故上表中仍暫列傳統(tǒng)魯奇爐的數(shù)據(jù)。由于 BGL 爐與傳統(tǒng)魯奇氣化爐在氣化溫度上變化不大，生成氣中甲烷及氮?dú)夂?量仍然很大，對(duì)于生產(chǎn)甲醇來說，意味著大量合成氣要放空，XXXX 工程科技有限責(zé)任 公司 XXX 煤制烯烴項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 04039181 19 煤耗和功耗都要增加；其次，煤氣凈化流程變長(zhǎng)，且三廢治理難度加大，故不推薦做為大甲醇項(xiàng)目可研的氣化技術(shù)。 d) 氣化流程 煤漿氣化工藝流程有兩種：激冷流程和廢鍋流程。廢鍋流程可產(chǎn)生高壓蒸汽，但由于氣化氣溫度高、帶有大量煤渣，對(duì)廢鍋有磨蝕沖刷，設(shè)備材質(zhì)要求高，一次投資及維修費(fèi)用較大；激冷流程是在氣化爐內(nèi)將氣體用水激冷降溫的同時(shí)，洗滌除塵，出氣化爐的氣體帶有大量的水蒸汽，在變換工段不再補(bǔ)加蒸汽；這種流程氣化設(shè)備投資較低，維修工作量較少。本項(xiàng)目氣化采用激冷流程。 e) 氣化壓力 煤漿加壓氣化壓力可以采用 、 和 三種。三種氣化壓力均已有大型裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。采用 (G)壓力煤漿氣化，由于氣化壓力高，凈化后合成氣壓力仍保持在 (G)，正好符合低壓合成甲醇的壓力，因此合成氣不需增壓，比采用 生產(chǎn)甲醇?jí)嚎s機(jī)可降低 30％能耗，故本項(xiàng)目選擇 壓力氣化。 f) 氣化爐規(guī)格 氣化爐的規(guī)格有φ 和φ 兩種，可根據(jù)合成氣